Batterie et batterie

Une batterie est un appareil qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique. C'est un moyen pratique de stocker de l'énergie, car il ne perd pas d'énergie avec le temps, c'est pourquoi il est largement utilisé, en particulier dans les appareils électroménagers..

Une batterie est un appareil qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique, mais elle perdra de l'énergie avec le temps si elle n'est pas rechargée. Ils peuvent avoir un usage domestique et industriel.

Qu'est-ce qu'une pile?

Une batterie est un générateur primaire d'énergie électrique (elle génère de l'énergie par elle-même), composée d'une cellule électrolytique, de deux électrodes métalliques (une positive, appelée cathode, et une négative, appelée anode) et d'un milieu liquide ou pâteux appelé l'électrolyte..

L'énergie stockée dans la batterie n'est pas perdue avec le temps; c'est pourquoi ils peuvent être conservés pendant quelques années et fonctionneront toujours. Cependant, ses composants internes se dégradent avec le temps, ce qui entraîne une détérioration de la batterie et ne peut pas être utilisée..

Origine des batteries

La première pile a été créée par Alessandro Volta en 1800 et s'appelait la pile voltaïque. Si sa présentation était loin des batteries industrialisées actuelles, sa création a permis non seulement de découvrir une forme de stockage d'énergie, mais aussi de vérifier que si plusieurs batteries étaient connectées en série, il était possible d'augmenter la tension à volonté, ce qui était un Découverte.

A la suite de la création de Volta, de nombreuses expériences ont vu le jour, notamment en Europe, pour améliorer cette invention. Cependant, celui qui a donné naissance à la pile que nous connaissons aujourd'hui est la pile Leclaché, fruit des recherches de Georges Leclanché, un scientifique et ingénieur français..

Cette batterie, inventée en 1868, se composait de deux électrodes de zinc et de carbone, immergées dans une solution de chlorure d'ammonium. Une pâte de dioxyde de manganèse entourait l'électrode de carbone, tandis que la poudre de carbone agissait comme dépolarisant..

Avec la batterie Leclanché, un moyen plus efficace de stocker l'énergie a été découvert: les batteries sèches. Ils se composent d'un cylindre de zinc, qui est le pôle négatif, d'une tige de carbone au centre, qui agit comme le pôle positif, et d'une charge électrolytique. Le cylindre est scellé, empêchant les fuites de composés toxiques.

Aujourd'hui, les cellules sèches sont produites industriellement et sont essentielles pour le fonctionnement de plusieurs appareils quotidiens..

Fonctionnement d'une batterie

Les électrodes de la batterie réagissent à la pâte ou au gel d'électrolyte, ce qui génère un processus d'oxydation à l'anode (électrode négative) qui active la production d'électrons. De son côté, dans la cathode (électrode positive), un processus de réduction est généré qui provoque un déficit d'électrons.

Lorsque les électrons en excès de l'électrode négative passent à l'électrode positive à travers un conducteur externe, un courant électrique est généré.

Caractéristiques de la batterie

Les batteries ont un certain nombre de caractéristiques qui influencent la génération d'énergie et sa durée.

• La connexion en série d'un jeu de batteries permet de multiplier la tension électrique à volonté.
• L'énergie d'une batterie n'est pas infinie, elle est limitée par la taille des électrons et la distance qui les sépare.
• Les batteries sont constituées d'une source de tension parfaite, ce qui signifie que leur résistance interne est nulle. Au fur et à mesure que la batterie s'use ou se détériore, la résistance commence à augmenter et plus la résistance est élevée, plus la tension est basse. Par conséquent, l'énergie sera de plus en plus insuffisante.
• Les composants d'une batterie sont sensibles aux changements de température, par conséquent, des températures très élevées ou très basses peuvent affecter le fonctionnement de l'appareil..
• La tension actuelle de la batterie varie de 1,5 volts (pour une batterie à bas prix typique) à 9 volts.

Types de batteries

En fonction de leurs caractéristiques électrochimiques, les piles peuvent être au manganèse ordinaire, alcaline ou alcaline.

Batteries communes

Ce sont des cellules sèches constituées d'un cylindre de zinc (pôle négatif), d'une pâte d'électrolyte au chlorure d'ammonium et d'une barre de carbone au centre (pôle positif).

Ce sont les batteries les moins chères du marché, elles sont donc généralement incluses dans de nombreux nouveaux appareils.

Piles alcalines

Ils sont similaires aux batteries ordinaires, à l'exception de la pâte d'électrolyte qui contient du potassium ou du chlorure de sodium, l'intérieur du cylindre de zinc, qui est rugueux. Cela sert à créer une plus grande surface de contact.

Les piles alcalines durent plus longtemps qu'une pile ordinaire et le courant est plus stable. De plus, ils fonctionnent à une plage de températures plus élevée qu'une batterie commune.

Piles alcalines au manganèse

Ce sont des piles alcalines dont le pôle positif est en zinc ou en lithium, tandis que le pôle négatif est en dioxyde de manganèse ou en oxyde d'argent. Ils sont largement utilisés dans les appareils de précision, tels que les montres, les stimulateurs cardiaques ou les calculatrices.

Qu'est-ce qu'une batterie?

Une batterie est un générateur d'énergie secondaire, composé d'une ou plusieurs cellules électrochimiques. Chacune de ces cellules a ses électrodes positives et négatives et un électrolyte.

C'est un générateur secondaire car il nécessite un appareil primaire pour transformer l'énergie.

Les batteries sont également appelées accumulateurs.

Origine de la batterie

Après qu'Alessandro Volta ait inventé la pile voltaïque en 1800, il a été suivi par d'autres chercheurs et scientifiques qui ont essayé d'améliorer ce qu'il avait montré..

L'un d'eux était Gastón Planté, un scientifique français qui a créé une batterie au plomb-acide en 1860, qui, bien qu'elle n'ait pas été bien accueillie au début, a eu une grande pertinence avec l'essor de l'électricité à la fin du 19ème siècle..

C'est précisément à cette époque que le scientifique suédois Waldermar Jungner a inventé une batterie avec des électrodes au nickel-cadmium et un électrolyte d'hydroxyde de potassium. Son modèle connut un tel succès qu'il commença à être produit et commercialisé aux États-Unis à la fin des années 1940..

L'inventeur américain Thomas Alva Edison, créateur de l'ampoule à incandescence, a repris l'idée de Jungner et a créé sa propre batterie, qui est toujours produite et commercialisée aujourd'hui..

Dans les années soixante-dix, lorsque les premières batteries au lithium ont commencé à être vendues, qui sont aujourd'hui très populaires car elles sont utilisées pour le fonctionnement de voitures électriques.

Caractéristiques de la batterie

Les batteries ont des caractéristiques en termes de processus de perte, de recharge et d'accumulation d'énergie.

• Une batterie perdra progressivement sa charge électrique, qu'elle soit utilisée ou non..
• La perte de charge d'une batterie est un processus réversible, ce qui leur confère une durée de vie utile beaucoup plus longue par rapport aux batteries.
• Les batteries accumulent une charge électrique qui a été précédemment produite avec un générateur primaire.
• La tension d'une batterie varie de 2 volts (dans les batteries au plomb) à 14,8 volts dans certaines batteries au lithium polymère.

Fonctionnement sur batterie

Les batteries fonctionnent avec un processus de réduction et d'oxydation, similaire à celui d'une batterie. En ce sens, l'une des électrodes perd des électrons avec l'oxydation, tandis que l'autre électrode est réduite et gagne des électrons..

Dans le cas des batteries, ce processus peut être inversé en appliquant un courant électrique pour ramener l'appareil à son état d'origine, initiant un nouveau cycle de charge..

Types de batteries

En fonction de leurs composants chimiques, les batteries peuvent être classées en quatre types:

Batteries au nickel-cadmium

L'électrode positive est l'hydroxyde de nickel et la négative est le cadmium, tandis que l'électrolyte est l'hydroxyde de potassium. Ils acceptent les hautes tensions et les surcharges, mais leur densité énergétique est très faible, couplée au fait que le cadmium est un élément hautement toxique. Ils ont un usage domestique et industriel.

Batteries à hydrure de nickel-métal

Son électrode négative est en nickel et l'électrode positive est un alliage d'hydrure métallique. Leur densité énergétique est plus élevée, mais ils ne fonctionnent pas correctement à basse température. Ce sont les batteries utilisées dans les véhicules à propulsion électrique.

Batteries lithium-ion

Ils ont une électrode en graphite négative et une électrode positive en oxyde de cobalt ou en oxyde de manganèse. Leur développement est récent, ils ont des densités d'énergie élevées et peuvent être rechargés sans qu'il soit nécessaire qu'ils soient complètement déchargés. Cependant, ils ne permettent pas les changements de température.

Il s'agit du type de batterie utilisé par les lecteurs de livres électroniques et les mobiles.

Batteries au lithium polymère

Ils sont similaires aux batteries lithium-ion, mais avec une densité d'énergie plus élevée. Ils sont chers et risquent d'exploser à cause d'une surchauffe.

Ils sont utilisés dans les mobiles et les équipements photographiques.

Batteries au plomb

Il est composé de deux électrodes en plomb et d'un électrolyte de dissolution d'acide sulfurique. Etant en plomb, ils sont très lourds et donc peu pratiques. Leur durée de vie est limitée car ils ne supportent pas les décharges profondes ou les surcharges, ils sont très polluants et leur potentiel énergétique est très faible; ils sont donc les moins chers du marché.

Voir également

• Courant alternatif et courant continu
• Conducteurs, isolateurs et semi-conducteurs
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